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ちょっと知的な雑学&トリビア

回転がない

2003年3月27日 【コラム
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 大阪の交通科学博物館に入って最初に目につくのは、巨大な蒸気機関模型だ。蒸気によるピストン運動を、たくみに車輪に伝えている。動力の歴史は、力を回転運動に変えることと切り離せない。ワットの貢献はそれだけでなく、回転運動を利用して、力が大きくなると遠心力で弁が絞られる仕組みも作った。力の発揮も制御も、回転を利用している。
 回転運動はさまざまな機械に不可欠だ。自動車はもちろん、パソコンだって記憶装置にモーターが組み込まれているし、人工衛星は回転を利用して姿勢を制御するジャイロ・スコープがあってこそ。それなのに、動物には回転がない。車輪を持った動物はいないし、歯車を利用して動く生物もいない。人工物での回転の重要性を考えると、不思議な気もする。車輪動物が登場する石原藤夫氏の「ハイウェイ惑星」で指摘されているように、生物界に車輪が無いのは、でこぼこがあるからではある。車輪があっては動けないのだ。
 この作品が発表されたのが1965年のこと。その後、1970年代半ばに生物界でモーターが発見された。細菌についているべん毛がそれで、後ろに伸びたべん毛を回転させて推進力を得ている。回転しているように見えるだけではと疑う声も多かったのだけれど、発見者のメル・サイモン博士は、しごく簡単な実験で実証した。べん毛の一本をつかむ。すると細菌自体がくるくる回る。なるほどである。
 ただ、べん毛モーターが実現できるのも、ミクロの世界だからこそ。べん毛は水素イオンを利用して、軸から回転する側にほとんどロス無くエネルギーを伝達しているけれど、大きな世界ではできない。だからぼくたちのなかにモーターはない。ただ、それを模した二足歩行ロボットには、モーターが使われている。回転運動を利用した人もすごいが、それなしで複雑な機構を実現している自然は、さらに奥深いとあらためて思う。

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4 comments to...
“回転がない”
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小橋昭彦

まず「交通科学博物館」へ。べん毛モーターの研究といえば、日本では難波啓一さんでしょうか。「難波プロトニックナノマシンプロジェクトの成果について」「難波プロトニックナノマシンプロジェクト」「細菌のモーターに迫る」「見えた! 鞭毛「逆転」のからくり」などをご参照ください。「地上最小、史上最初のモーター酵素」「分子モーターの話題」などもどうぞ。参考書としては、『ゾウの時間 ネズミの時間』のなかに「なぜ車輪動物がいないのか」という章があります。ワットの制御機構については『制御工学の考え方』がわかりやすくおもしろいです。また、『ハイウェイ惑星』は日本のハードSFの古典。『バクテリアのべん毛モーター』という本もあります。


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秋吉 純一

小橋様
いつも「今日の雑学」と【今日の遼・憧太朗】を拝見し、世の中の理の不思議さと子育ての難しさや喜びについて考えさせられています。
確かに回転部分、摺動部分があれば磨耗が発生し、故障が頻発します。
幼い頃に夢中になっていた”8マン”の製作者、谷博士はその点から8マンに回転部分を作らなかったと知り、子供ながらに感心したことを思い出します。今日のコラムを読んで原作者平井和正氏の卓見性と博学に対して新たに脱帽です。


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小橋昭彦

秋吉さん、ありがとうございます。8マンについては初めて知りました。貴重な情報をありがとうございます。


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熊谷真也

いつも「今日の雑学」を楽しみながら拝見させて頂いております。
生物と工学での駆動方法の違いについて考えさせられました。工学上でもリニアモータなど「直線」に動く駆動装置がありますが、世の中で発展したのは「回転」でした。一方、生物界では鞭毛の「回転」ではなくて筋収縮による「直線」駆動を採用したと考えると、製品仕様に適した駆動装置を双方採用したと考えるとちょっと面白いかと思いました。




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 ぼくたちには歴史は徐々に発展してきたという思い込みがある。進歩史観と言われるもので、哲学者ヘーゲル、あるいはマルクス唯物史観の影響が指摘される。産業でいえば狩猟採集社会から農耕社会、産業革命へという見方だろうし、戦争でいえば一対一の白兵戦から飛び道具の使用、そして大量殺戮兵器の時代へといったところだろうか。 戦国時代においてさえ白兵戦は例外だったと指摘するのが鈴木眞哉氏だ。戦闘に参加した武者が自分の戦功を指揮官に申し立てた軍忠状などの資料をもとに分析、戦場での負傷の60%以上が矢によるもので、残りもほとんどが投石や槍が原因、刀での負傷はわずかだったと指摘している。武士の主たる武器は、本来弓矢だったのだ。 歴史への観点という点で新しい視野を開いてくれたのは、網野史学で知られる網野善彦氏だった。その著書『「日本」とは何か』には、そもそもわれわれは「日本」という国名がいつどのようにつけられたかを学んでいないという指摘があり、はっとする。「建国」記念との整合性がとれないからかと皮肉られてもいるが、どうだろう。「日本」の誕生はおよそ7世紀末のこと。中国からの独立性を強く意識し、古事記をはじめとした「歴史」が作られた時期でもある。 ちなみに、武士の白兵戦伝説は日露戦争後、日本陸軍によって古来の戦法として喧伝されたことから生まれたという。それがその後の無謀で悲しき戦術につながったかと思うと、歴史の解釈はおそろしい。網野氏はその著書で、三内丸山遺跡の豊かな樹木文化に出会ったことで意識して史料を読み返すと、それまで少ないとされてきた山野に関する史料が不思議なほど集まってきたと述べている。いかにそれまで自分が不注意だったかと。歴史を読むときに問われるのは過去ではなく、いまを生きる自分たちの視点なのだ。

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 科学もけっこうお茶目だ。今年のバレンタインにはNASAからハート型の天体画像が公表されたし、ネイチャー誌には人はキスをするとき右に頭を傾けることが多いという論文が掲載された。後者の論文は、1歳の次男を抱くとき彼が右ばかり向くのでなぜだろうと話していたときでもあり、わが家にとってもタイムリーだった。 この論文を発表したのは、ドイツ・ルール大学のギュンタークーン博士。米国、ドイツ、トルコ各国の空港などで観察、124組のうち、80組が右に顔を傾けてキスをし、44組が左に傾けてキスをしたと報告した。2対1の割合だ。博士は、この傾向は子宮の中にいるときに顔を右に傾けていることの名残と推測している。足や目、耳などもほぼ同じ比率で傾向があるそうで、頭を傾ける癖が反映しているのではないかと指摘している。ただ、右利きの人は8対1の割合で左利きより多く、これは別の理由を考えなくてはいけない。 それにしても、相手と傾向が違ったらどうなるのだろう。論文はこれにも答えている。2対1で右傾向の人がいるとする。ランダムに9カップルつくれば、うち4組はめでたく右キス同士、1カップルは左キス。残り4カップルがかち合う。この4カップルが、譲り合って半々の割合でいくとすれば、合計6カップルが右キスとなり、2対1の割合で右キスという観察結果と合致する。鼻の頭がぶつからないかと気になるなら、とりあえず右に顔を傾けてみておけば無難かもしれない。 博士は、空港での観察は人種や世代のバリエーションが多くいいアイデアだったが、キスはあんがい難しいと語っている。肩掛けカバンが邪魔したりして、科学的に評価できるストレートなキスは少ないのだ。最初のシカゴ空港では5時間粘ってほんの数例。結局124例集めるのに2年半かかっている。なるほどキスは奥深い。納得しつつ子どもに口付ける。あ、やっぱり左ほほにした。

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